12. Гратчасті арки, їх конструкція та розрахунок

З розпірних площинних наскрізних дерев'яних конструкцій найбільш широко використовують арки. За кордоном обмежене застосування знаходять розпірні системи трикутного обрису, складені з ферм з паралельними поясами з цільної або клеєної деревини, а також наскрізні гратчасті трьохшарнірні рами.

При відсутності бази для виробництва клеєних дерев'яних конструкцій або інших причин, що обмежують можливості застосування клеєних арок, їх замінюють досить індустріальними наскрізними арковими конструкціями, найбільш поширеними з яких можна вважати трьохшарнірні арки з брущатих ферм.

Розпір в таких арках може сприйматися металевим затягуванням або безпосередньо фундаментами.

Прольоти, що перекриваються такими арками, 20 - 40 м. З'єднання елементів верхніх поясів і прикріплення грат у фермах, складових арку, виконують аналогічно вузлам брущатих ферм. Принциповою відмінністю ферм, складових наскрізні арки, від звичайних ферм є те, що в першому випадку нижній пояс ферми може працювати на стиск, в той час як у другому нижній пояс завжди працює на розтяг. Внаслідок можливості появи в нижньому поясі зусиль стиску необхідно забезпечити стійкість його з площини ферми. Вона забезпечується постановкою вертикальних зв'язків у площині стійок, відстань між зв'язками приймають зазвичай рівним подвоєною довжині панелі нижнього пояса.

Відмінною особливістю розрахунку наскрізних арок є необхідність визначення зусиль в елементах арки при розташуванні тимчасової навантаження - снігу не тільки на всьому прольоті і його половині, але також на чверті і на трьох чвертях прольоту, оскільки в цих випадках зазвичай виходять максимальні зусилля в елементах решітки арки.

13. Гратчасті рами, їх конструкція та розрахунок

Гратчасті рами складаються із стійок і арок або ферм. Арки і ферми були описані вище. Тут розглядаються лише гратчасті стійки як один із компонентів рами.

Гратчасті стійки застосовують для додання будівлі поперечної стійкості, а також в конструкціях торцевих стін. Гратчасті стійки складаються з двох гілок, кожна з яких кріпиться до фундаменту анкерними болтами. Стійки сприймають вертикальні (вага конструкцій покриття, покрівлі і т. д.) і горизонтальні (від тиску вітру і сил гальмування кранової візки) навантаження.

В капітальних будівлях і спорудах зазвичай застосовують гратчасті стійки з паралельними гілками (рис. 2, 6) або за наявності мостового крана ступеневої обриси (рис. 2, a) з розміщенням їх усередині будівлі. Раніше застосовувалися гратчасті стійки трикутного обрису, які розташовувалися в виду контрфорсів зовні будівлі. Відношення відстані між центрами гілок в підставі гратчастої стійки до її висоті рекомендується застосовувати в межах 1/5 - 1/8.

Кожна гілка гратчастої стійки може складатися з одного або двох брусів, складених в напрямку, нормальному до площини стійки. При одиночному перетині гілки застосовують подвійну решітку, що охоплює гілки з обох сторін. Вузли стійок конструюють зазвичай з позацентрово приєднанням елементів решітки до гілок на болтах. Стійки закріплюють у фундаменти за допомогою металевих анкерів зі смугової або круглої сталі. Конструкція гратчастої стійки висотою 9,24 м наведена на рис. 3.

Стійки розраховують на вертикальну і горизонтальну навантаження. При розрахунку на вертикальне навантаження можна вважати (нехтуючи поздовжніми деформаціями гілок стійки), що навантаження, прикладене до однієї гілки, передається безпосередньо цією гілкою на фундамент, не викликаючи зусиллі в другій гілки стоїки.

Дві стійки, пов'язані поверху несучою конструкцією покрівельного покриття, утворюють поперечну раму будівлі (див. рис. 2, б). У дерев'яних рамах зв'язок ригелів зі стійкою, як правило, приймається шарнірної, внаслідок чого вертикальне навантаження, згинається ригель, не викликає в стійках згинальних моментів. Внаслідок цього, при розрахунку на горизонтальне навантаження слід враховувати взаємний зв'язок стійок з ригелем, вирішуючи в загальному випадку одного разу статично невизначену раму, що складається з двох закріплених в підставі стійок, пов'язаних поверху шарнірно приєднаним ригелем.

При визначенні зусиль в елементах гратчастої стійки від дії горизонтальних навантажень її розглядають як консольну ферму, защемлення в фундаменті.